Energijo sončne svetlobe je mogoče neposredno pretvoriti v električno energijo z uporabo sončnih fotonapetostnih celic, znanih tudi kot fotonapetostne celice. Sončne celice so na posebne načine združene v fotonapetostne module, ki so zasnovani tako, da izpolnjujejo določene zahteve uporabe glede nazivne izhodne moči in izhodne napetosti. Velikosti nizov, ki sestavljajo sončni modul, se lahko zelo razlikujejo, odvisno od dimenzij fotonapetostne elektrarne.
Napredni postopki vakuumskega laminiranja in pulznega varjenja zagotavljajo dolgo življenjsko dobo fotonapetostnih modulov, ki med drugim uporabljajo visoko učinkovite monokristalne ali polikristalne silicijeve fotonapetostne celice, kaljeno steklo z visoko prepustnostjo in okvir iz aluminijeve zlitine, odporne proti koroziji.
Mi lahko poveste, kakšne so različne vrste sončnih celic?
1. Sončne celice s homogenimi spoji, sončne celice s heterogenimi spoji in Schottkyjeve sončne celice so vse možne klasifikacije, ki temeljijo na strukturi.
2. Sončne celice iz različnih materialov lahko razdelimo v več vrst, vključno s silicijevimi, organskimi, plastičnimi, senzibiliziranimi nanokristalnimi, anorganskimi polprevodniškimi in organskimi sončnimi celicami.
3. Glede na metodo fotoelektrične pretvorbe jih lahko razdelimo na konvencionalne sončne celice in eksitonske sončne celice.
Glede na kategorizacijo vrst obstajajo štiri vrste fotonapetostnih celic: amorfni silicij, polikristalni silicij, bakrov indijev selenid, galijev arzenid in monokristalni silicij.
Sončne celice, izdelane iz monokristalnega silicija
Monokristalne silicijeve celice, najnovejša inovacija v tehnologiji fotovoltaičnih celic, ponujajo najboljšo kombinacijo velikosti, učinkovitosti in dolge življenjske dobe. Povprečna učinkovitost pretvorbe monokristalnih silicijevih fotovoltaičnih celic na Kitajskem je dosegla 16,5 %, laboratorijska največja učinkovitost pa presega 24,7 %. Surovine za te sončne celice so običajno silicijeve palice s stopnjo čistosti 99,9999 % in visoko stopnjo monokristalnega silicija.
Prozorne silicijeve fotonapetostne celice
Ena vrsta sončnih celic je polikristalna silicijeva fotonapetostna celica. Proizvodni stroški so se drastično zmanjšali zaradi zamenjave postopka vlečenja monokristalnega silicija s polikristalnim silicijevim materialom, kar je drastično skrajšalo čas proizvodnje. Zmanjšana stopnja izkoriščenosti ravnine po izdelavi fotonapetostnih modulov je posledica krožnih fotonapetostnih celic, zgrajenih iz monokristalnih silicijevih palic, in dejstva, da so tako palice kot celice valjaste oblike. Uporaba polikristalnih silicijevih fotonapetostnih celic ima prednost pred uporabo monokristalnih silicijevih.
Amorfne sončne celice iz silicijevega dioksida
Nova vrsta tankoplastne celice, izdelane iz amorfnega silicija, je amorfna silicijeva fotonapetostna celica. Polprevodnik z amorfno kristalno strukturo je znan kot amorfni silicij. Iz njega je mogoče izdelati sončne celice debeline le 1 mikrona, kar je primerljivo s 300 nm monokristalnimi silicijevimi celicami. V primerjavi s polikristalnim in monokristalnim silicijem ima precej enostavnejši proizvodni postopek, porabi manj silicijevega materiala in ima bistveno manjšo porabo energije na enoto.
Fotovoltaične celice iz bakra, indija in selenida
Polprevodniška folija se nanese na steklo ali druge poceni podlage za izdelavo bakreno-indijsko-selenskih sončnih celic. Glavne uporabljene sestavine so sestavljeni polprevodniki bakra, indija in selena. Za monokristalne silicijeve fotonapetostne celice je potrebna debelina folije le približno l/100 zaradi odlične sposobnosti absorpcije svetlobe bakreno-indijsko-selenskih baterij.
Sončne celice na osnovi galijevega arzenida
Inovativen tankoplastni material za baterije, amorfne silicijeve fotonapetostne celice, uporabljajo amorfni silicij kot primarni gradnik. Polprevodnik z amorfno kristalno strukturo je znan kot amorfni silicij. Iz njega je mogoče izdelati sončne celice debeline le 1 mikrona, kar je primerljivo s 300 nm monokristalnimi silicijevimi celicami. V primerjavi z alternativami, ki uporabljajo polikristalni ali monokristalni silicij, se poraba energije na enoto znatno zmanjša, proizvodni proces pa se poenostavi.
Fotovoltaične polimerne celice
Polimerna fotonapetostna celica, analogna večplastnemu kompozitu anorganskemu PN-stičišču z enosmerno prevodno napravo, uporablja redoks polimere z različnimi redoks potenciali.
Prednosti in slabosti uporabe fotovoltaičnih celic
Prednosti:Ni nevarnosti izčrpavanja, v bistvu ne onesnažuje okolja, ni odvisen od geografske porazdelitve virov, lahko se proizvaja v bližini elektrarne, ima visoko energetsko kakovost, uporabniki ga zlahka čustveno sprejmejo, zagotavlja energijo za kratek čas, sistem oskrbe z električno energijo pa ima dobre rezultate zanesljivosti.
Negativni vidiki:Poleg visokih stroškov gradnje in majhne gostote porazdelitve energije obsevanja imajo na zbrano energijo vlogo tudi štirje letni časi, dan/noč, oblačno/sončno in druge podnebne spremenljivke.
